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1、桥梁的设计与规划,深圳大学 土木工程学院 周海俊 博士,第一节 桥梁设计原则和科学依据,一、桥梁设计基本原则 不确定： 材料 荷载 确定： 数学、力学理论,第一节 桥梁设计原则和科学依据,一、桥梁设计基本原则 在上述不确定因素和确定因素的制约条件下，桥梁工程师所设计建造的桥梁必需符合以下原则： 适用、安全、经济和美观,第一节 桥梁设计原则和科学依据,二、桥梁工程的科学依据 数学 力学 电算技术 各类工程学,Good good study, day day up!,第一节 桥梁设计原则和科学依据,三、桥梁技术规范、工作细则和常用手册 桥梁技术规范：科学的工程知识和成熟的工程经验的所总结出来的准则
2、条文； 工作细则：与技术规范具同等效力、而在规范中不便一一纳入的技术文件； 常用手册：汇集设计或施工用相关资料所编成的手册。,第二节 桥梁立面、断面和平面布置,一、桥梁立面布置 1. 总跨径 2. 桥梁分孔 3. 桥面标高 4. 桥下净空满足通航要求及洪水位 5. 纵坡公路工程技术标准有规定,第二节 桥梁立面、断面和平面布置,青马大桥是目前世界上最大的公路铁路两用悬索桥。该桥主跨长1377米，跨径布置为（53m+76.5m+355.5m）+1377m+4x72m；桥下净空为62m。,第二节 桥梁立面、断面和平面布置,二、桥梁断面布置 桥梁净空、桥面宽度、行车道宽度、机动车道布置和人行道、自行车
3、道布置等。 桥梁宽度公路工程技术标准中规定各级公路行车道宽度、中间带宽度、路肩宽度 桥面净空满足公路工程技术标准中的建筑界限规定,第二节 桥梁立面、断面和平面布置,采用两块桥面板，主梁为桁梁和箱梁的流线型结合梁。上层桥面3车道；下层为双线铁路桥，两边各设一个紧急通道。,第二节 桥梁立面、断面和平面布置,三、桥梁平面布置 正交 斜交 单向曲线 反向曲线,第三节 桥梁设计与建设程序,一、前期工作预可行性研究报告与可行性研究报告的编制 1.工程必要性论证 2.工程可行性论证制定桥梁标准、自然条件及周围环境、桥式方案、桥位 3.经济可行性论证造价及回报、资金来源及偿还,第三节 桥梁设计与建设程序,可行
4、性研究中的野外勘测与调查研究 1.桥梁的任务确定桥梁的规模 2.选择桥位确定路桥的关系等 3.测量地形测绘地形图 4.钻探桥位工程地质报告 5.水文调查确定桥梁跨径和净空 6.其它情况材料、电力、施工道路等,二、初步设计 1. 进一步开展水文、勘测工作 2. 桥式方案比选 3. 科研项目立项 4. 施工组织设计 5. 概算,第三节 桥梁设计与建设程序,桥梁方案比选:香港昂船洲大桥,第三节 桥梁设计与建设程序,桥梁方案比选:香港昂船洲大桥,第三节 桥梁设计与建设程序,桥梁方案比选:香港昂船洲大桥,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第一阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程
5、序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第一阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第一阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第一阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第一阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第一阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第一阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第二阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第二阶段作品之一,第三节 桥梁设计
6、与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛第二阶段作品之一,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛冠军设计,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥设计方案 -设计竞赛冠军设计,第三节 桥梁设计与建设程序,昂船洲大桥施工图,第三节 桥梁设计与建设程序,2009年12月20日建成通车,第三节 桥梁设计与建设程序,三、技术设计 进一步深化初步设计： 充分勘探、确定细部尺寸、截面配筋、确定施工方法、调整概算,第三节 桥梁设计与建设程序,第三节 桥梁设计与建设程序,四、施工设计 编制施工图、编制工程预算,第三节 桥梁设计与建设程序,中小桥可以简化程序 国外施工设计由施工承包商进行 国
7、内所有设计由设计单位进行,第四节 桥梁建筑美学,唐寰澄先生： 三个统一性是美的最重要属性，即（1）感性和理性的统一或感觉和意识的统一；（2）客观和主观的统一或人和自然的协调统一，即“天人合一”的思想；（3）形式和内容的统一，即造型和功能的一致。,第四节 桥梁建筑美学,德国著名的莱翁哈特教授在他的桥梁美学名著中说：“美可以在变化和相似之间，复杂和有序之间展示从而得到加强”。,二、桥梁美学原则 1在满足功能要求的前提下，要选用最佳的结构型式纯正、清爽、稳定。质量统一于美，美从属质量。 2美，主要表现在结构选型和谐与良好的比例，并具有秩序感和韵律感。过多的重复会导致单调。,第四节 桥梁建筑美学,3重
8、视与环境协调。材料的选择，表面的质感，特别色彩的运用起着重要作用。模型检试有助于实感判断，审视阴影效果。 4美丽的桥梁应以其个性对人们产生积极的影响。美和伦理本是相通的，美的环境将直接陶冶人们的情操，大自然的美，人为环境的美，对人们身心健康是必需的。,第四节 桥梁建筑美学,世界最美的10座桥梁 英国桥梁设计与工程杂志（Bridge Design and Engineering），1999年 评判专家：美国的林同炎和邓文中，德国的Schlaich，法国的Virlogeux，瑞士的Menn和英国的Firth，Flint和Head等,第四节 桥梁建筑美学,1. 瑞士工程师R.Maillart于193
9、0年设计的Salginatobel桥,1. 瑞士工程师R.Maillart于1930年设计的Salginatobel桥,2. 瑞士工程师O.Ammann设计的美国旧金山的金门大桥, 1937,2. 瑞士工程师O.Ammann设计的美国旧金山的金门大桥, 1937,3.法国工程师J. Muller设计的Brotonne桥（1974）,3.法国工程师J. Muller设计的Brotonne桥（1974）,4.德国Kirchleim跨线桥，J.Schlaich设计，1993,5.法国Orly桥，S. Fregssinet设计，1958,6.土耳其博思波罗斯海峡一桥，F.Fox设计，1973,7.瑞士
10、Sunniberg桥,8.法国Normandie桥，M. Virlogeux设计，1994,8.法国Normandie桥，M.Virlogeux设计，1994,9. 日本多多罗桥，本四桥梁工团，1998,10. 德国Severins桥，G. Lohmer设计，1959,10. 德国Severins桥，G. Lohmer设计，1959,11.香港汀九桥，J. Schlaich设计，1998,11.香港汀九桥，J. Schlaich设计，1998,11.香港汀九桥，J. Schlaich设计，1998,12.瑞士Ganter桥，C. Menn设计，1980,13. 澳大利亚悉尼港湾桥，F. Fox
11、设计，1932,13. 澳大利亚悉尼港湾桥，F. Fox设计，1932,14.德国Fehmarnsund桥，1963,15.丹麦大海带桥，COWI，1997,中国最美的10座桥梁（同济大学项海帆教授）,第四节 桥梁建筑美学,1. 江阴长江大桥 中交公规院/江苏省交通设计院/同济大学,2. 香港青马大桥,3.上海南浦大桥 上海市政工程设计院/同济大学,4. 汕头礐石大桥 大桥局设计院,5. 青洲闽江大桥 大桥局设计院,6. 杭州钱江三桥 同济大学,7. 万县长江大桥,7. 万县长江大桥,8. 广州丫髻沙大桥,8. 广州丫髻沙大桥,9. 南京长江大桥,10. 福州乌龙江大桥 福建省交通设计院,新进展-法国Milau高架桥,新进展-湖南凤凰矮寨大桥,适用、安全、经济和美观,Coming Soon!,桥梁设计荷载 (Wind),Coming Soon!,桥梁设计荷载 (Earthquake),
